JP2001205383A - 突台の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属板の端縁に短寸の突台が形成
でき、しかも、有効接合幅を大きくする。 【解決手段】 所定形状に打ち抜き形成した金属
板２２の端縁近傍に対応させて溝部２４ｃを設けたダイ
２４に載置すると共に、金属板２２の反対面のほぼ全面
をパンチ２５により押圧し、溝部２４ｃに金属板中央部
の肉を移動して突台素体２９を形成するフォージング工
程と、突台素体２９の上面を平坦に押圧して所定高の突
台３７を形成するフォーミング工程とを具備してなる突
台の形成方法であって、上記フォージング工程におい
て、ダイ２４に形成した溝部２４ｃ内に、先端面を金属
板２２の中央方向に傾斜したテーパー面２８ａに形成し
たノックアウト２８を配設し、溝部２４ｃ内へ移動した
肉をテーパー面２８ａによって金属板２２の中央方向に
移行した突台素体２９を形成し、上記フォーミング工程
において、突台素体２９の先端面を成形パンチ３３によ
り押圧して断面を略矩形状に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金属板の端縁に上
面が平坦な断面略矩形状の突台を形成する突台の形成方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、近年の情報機器の小型化に伴い、
半導体集積回路やハイブリッド回路等に代表される電子
部品も小型化、高密度化が進んでいる。この結果、上記
半導体集積回路の発熱量が増加することから、この種の
電子部品を収納するパッケージとしては、熱伝導率が高
く放熱特性に優れた金属素材を採用するに至った。この
ようなパッケージの素材としては、塑性加工が可能な金
属素材として、銅合金、或いはステンレスやアルミニウ
ム等が採用されている。

【０００３】このようなパッケージの一例を図７に示
す。パッケージ１は、一方面側に略四角形の凹部２を形
成すると共に、周縁には全周にわたって突台３を一体形
成し、全体としてキャビティ型に形成している。そし
て、パッケージ１に形成した凹部２には、半導体集積回
路のチップ４が収納され、さらに、突台３にはＴＡＢや
フレキシブルプリント基板、或いは通常のプリント基板
等からなる配線基板５を載置し、接着等の接合手段によ
って固定されている。この配線基板５には凹部２に隣接
して多数の端子部が形成され、チップ４の上面に設けた
多数の端子とボンディングワイヤ６によって電気的に接
続される。

【０００４】配線基板５の端子部とボンディングワイヤ
６との接続は通常電気溶接が採用され、端子部に溶接機
の接触子７を加圧しながら溶接を行う。このとき、配線
基板５の端子部がパッケージ１の突台３から離間し浮遊
している場合は、接触子７を加圧したときに配線基板５
が撓むため加圧力にばらつきが生じ、適正に溶接できな
い問題が生ずる。このため、パッケージ１の凹部２に隣
接した配線基板５と突台３とは極力広い面積を以て接合
することが必要であり、特に、上記チップ４に隣接する
突台３の内側が配線基板５に接合していることが重要と
なる。従って、突台３の内側または外側の角部に丸み９
が形成され、突台３の有効接合幅Ｗ１が減少することに
よる、配線基板５との接合面積の減少を避ける必要があ
る。

【０００５】従来、パッケージ１等の金属板の端縁に突
台３を形成する方法としては、絞り加工、折り曲げ加
工、或いは、フォージング加工等の工法が考えられてい
た。上記パッケージ１の場合は、約１ｍｍ以上の板厚を
有する金属板が使用される。しかし、通常、突台３の突
出寸法は、金属板に板厚より端寸に設定される。このた
め、絞り加工や折り曲げ加工はこのような厚い金属板の
端縁に短寸の突台３を形成することは非常に困難であ
る。例え加工が可能であっても、突台３の上面を均一な
平坦面にするためには、多くの煩雑な追加工が必要とな
る。

【０００６】一方、フォージング加工の場合は、これら
絞り加工や折り曲げ加工の不具合を解決できるが、従来
通常に採用されたフォージング加工においては、突台３
の内側の角部に丸み９が形成される不具合を解消するこ
とができない。図６によりこの点について説明する。

【０００７】図６（Ａ）（Ｂ）は、上記パッケージ１を
形成する方法を示している。図６（Ａ）に示すダイ１１
及びパンチ１２によって、金属板１０に対してフォージ
ング加工が行われる。ダイ１１は、予め四角形等の所定
形状に打ち抜き形成した金属板１０の全周囲の端縁近傍
に対応させて溝部１３が設けられている。そして、金属
板１０の反対面のほぼ全面をパンチ１２により押圧する
ことにより、金属板１０の中央部の肉が矢印のように溝
部１３方向に移動し、溝部１３内に突台素体１４が形成
されると共に、金属板１０の中央部には凹部１５が形成
される。

【０００８】その後、 図６（Ｂ）に示すフォーミング
工程に移行し、成形ダイ１６に形成した凸部１６ａに、
金属板１０の凹部１５を嵌合した状態で、金属板１０の
反対面を押圧パンチ１７によって押圧する。この結果、
突台素体１４の上面が成形ダイ１６に押圧され、所定の
高さの突台３が形成される。このようなフォージング加
工によれば、短寸の突台３であっても金属板１０の端縁
に形成することができることから、前述したパッケージ
１を形成する場合には好適である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、金属板１０
へのフォージング加工において、金属板１０の中央部の
肉は、金属板１０と平行な外方に移動しようとする力が
作用する。このため、肉は溝部１３の方向に向かって直
角に屈曲することなく、溝部１３の外側の壁に当接して
方向変換することから、突台素体１４は、図示のように
外側のみに肉が移動して高くなる一方、内側は肉が不足
するため低くなる。このような状態でフォーミング加工
を行うと、図６（Ｂ）に示すように、突台３の先端内側
に丸み９が形成される。従って、以上のフォージング加
工であっても、図７に示すように、突台３の有効接合幅
Ｗ１が小さくなるため、上記配線基板５との接合面積が
減少する問題は依然として解消できない。

【００１０】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたもので、金属板の端縁に短寸の突台が形成
でき、しかも、有効接合幅を大きくすることができる突
台の形成方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【問題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかる突台の形成方法は、所定形状に打
ち抜き形成した金属板の端縁近傍に対応させて溝部を設
けたダイに載置すると共に、上記金属板の反対面のほぼ
全面をパンチにより押圧し、上記溝部に金属板中央部の
肉を移動して突台素体を形成するフォージング工程と、
上記突台素体の上面を平坦に押圧して所定高の突台を形
成するフォーミング工程とを具備してなる突台の形成方
法であって、上記フォージング工程において、上記ダイ
に形成した溝部内に、先端面を上記金属板の中央方向に
傾斜したテーパー面に形成したノックアウトを配設し、
上記溝部内へ移動した肉を上記テーパー面によって上記
金属板の中央方向に移行した突台素体を形成し、上記フ
ォーミング工程において、上記突台素体の先端面を成形
パンチにより押圧して断面を略矩形状に形成することを
特徴としている。

【００１２】また、請求項２に記載の突台の形成方法
は、フォージング工程を行うダイは、所定形状に打ち抜
き形成した金属板の外周近傍に対応させた環状の溝部が
設けられ、この環状の溝部に先端をテーパー面に形成し
たノックアウトを配設し、上記金属板の外周近傍に環状
の突台素体を突出形成すると共に、突台素体の肉を上記
ノックアウトの先端に形成したテーパー面により上記金
属板の中央方向に移動することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
かかる突台の形成方法について詳細に説明する。図１
は、突台の形成方法の工程を示し、まず、打ち抜き工程
＃１に、例えばパッケージ１を形成するために必要な所
定の板厚を有する金属板からなるフープ材２０が供給さ
れる。金属素材としては、ステンレス、銅、アルミニウ
ム、或いは真鍮等から選択される。図１に示す例として
は、順送加工としてフープ材２０を使用するが、単体の
金属板を使用してもよい。

【００１４】まず、打ち抜き工程＃１において、フープ
材２０に透孔２１を図示しないパンチにより打ち抜き、
例えば略四角形とした所定形状の金属板２２を打ち抜き
形成する。この金属板２２は、４本の連結片２３を介し
てフープ材２０に連結されている。このように打ち抜き
形成された金属板２２は、フープ材２０に連結した状態
で次のフォージング工程＃２に移送される。

【００１５】フォージング工程＃２は、図２に示すダイ
２４及びパンチ２５によって、略四角形に打ち抜き形成
した金属板２２に対してフォージング加工が行われる。
ダイ２４は、内ダイ２４ａと外ダイ２４ｂからなり、内
ダイ２４ａは、金属板２２の全周囲の端縁近傍によりも
小さい相似形としている。また、外ダイ２４ｂは、内孔
を金属板２２のほぼ外形に対応させ、内ダイ２４ａと外
ダイ２４ｂとの間には溝部２４ｃが設けられている。こ
れら内ダイ２４ａと外ダイ２４ｂはダイ基盤２４ｄによ
って一体に配設されている。

【００１６】さらに、溝部２４ｃには、ガイドピン２６
を介してバネ２７によって弾性付勢されたノックアウト
２８を移動可能に配設している。このノックアウト２８
は、先端面を金属板２２の中央方向に傾斜させたテーパ
ー面２８ａを形成している。また、パンチ２５は、先端
面を平坦に形成し、外形寸法を上記外ダイ２４ｂの内孔
よりもやや大きく形成している。

【００１７】そして、金属板２２をダイ２４に位置決め
して載置した後、金属板２２の反対面のほぼ全面をパン
チ２５により押圧する。これにより、金属板２２の中央
部の肉が矢印のように外方に向けて移動すると共に、外
ダイ２４ｂの内壁によって溝部２４ａ方向に向きを変え
て移動する。このとき、ノックアウト２８がバネ２７の
弾力に抗して基端がダイ基盤２４ｄに当接するまで下降
する。そして、溝部２４ｃ内に移動した肉は、ノックア
ウト２８のテーパー面２８ａによって強制的に金属板２
２の中央部方向に方向転換し、突台素体２９の内側がテ
ーパー面２８ａに沿って高く形成される。この結果、溝
部２４ｃ内には突台素体２９が形成されると共に、金属
板２２の中央部には凹部３０が形成される。

【００１８】一方、外ダイ２４ｂの上面とパンチ２５の
先端面との間には隙間３１が形成される。この隙間３１
は、パンチ２５を押圧した後も金属板２２がフープ材２
０と連結させるために設けられている。

【００１９】その後、フォーミング工程＃２において、
突台素体２９を成形ダイ３２及び成形パンチ３３により
押圧して平坦に形成し、図５に示すように断面略矩形状
に形成する。この工程には図３に示す金型が使用され
る。即ち、成形ダイ３２は、内ダイ３２ａと外ダイ３２
ｂとによって構成され、内ダイ３２ａの外形は金属板２
２の凹部３０に嵌合するように形成している。また、外
ダイ３２ｂは、内孔を金属板２２のほぼ外形に対応さ
せ、内ダイ３２ａと外ダイ３２ｂとの間には溝部３２ｃ
が設けられている。これら内ダイ３２ａと外ダイ３２ｂ
は基盤３２ｄによって一体に配設している。

【００２０】さらに、溝部３２ｃには、ガイドピン３４
を介してバネ３５によって弾性付勢されたノックアウト
３６を移動可能に配設している。このノックアウト３６
の先端面は平坦に形成されている。また、ノックアウト
３６の基端が下降して基盤３２ｄに当接したとき、先端
面と内ダイ３２ａの上面との寸法を後述するる完成状態
の突台３７の高さ寸法に設定している。また、成形パン
チ３３は先端面を平坦に形成し、外形寸法を上記外ダイ
３２ｂの内孔よりもやや大きく形成している。

【００２１】そして、金属板２２の凹部３０を内ダイ３
２ａに嵌合すると共に、溝部３２ｃ内に突台素体２９を
嵌入した状態で反対面から成形パンチ３３により押圧す
る。突台素体２９はノックアウト３６の先端面と成形パ
ンチ３３との間に挟圧され、突台素体２９の先端面が平
坦に形成された所定の高さの突台３７が形成される。

【００２２】以上のように形成された突台３７の幅は、
完成状態の所定の幅よりもやや大きく設定されている
が、突台３７の外側は、後工程の総抜き工程＃３におい
て打ち抜くことにより所定寸法の幅に形成される。

【００２３】突台３７を形成した金属板２２は、次の総
抜き工程＃３において、所定の外形寸法に打ち抜き形成
することによりフープ材２０から離脱し、図４に示す、
周縁に突台３７を有するパッケージ１が形成される。こ
のとき、突台３７として必要な幅寸法より越えた外方の
残余の部分はフープ材２０と共に離脱する。

【００２４】以上の工程を経て形成されたパッケージ１
の突台３７は、前述したフォージング工程＃２におい
て、ノックアウト２８のテーパー面２８ａによって、肉
を強制的に方向転換させ、突台素体２９の先端内側まで
肉を移動させているので、フォーミング工程＃２におい
て突台素体２９の先端面の内側まで平坦に形成できる。
この結果、図５に示すように、突台３７の有効接合幅Ｗ
２を最大限に大きくすることができる。従って、前述の
ように、突台３７に配線基板を載置し、配線基板の端子
部にボンディングワイヤを電気溶接する際に、端子部に
加わる溶接機の接触子の圧力を突台３７が受けるので、
一定の加圧力によって溶接することが可能となり、ばら
つきによる問題を解消することができる。

【００２５】以上、本発明について具体的に説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言
うまでもない。例えば、前述の例は、半導体集積回路や
ハイブリッド回路等に代表される電子部品のパッケージ
を一例として説明したが、その他の電子部品や機構部品
等に適用可能なことは勿論である。また、突台は、金属
板の全周端縁に形成しなくとも、一辺の端縁に形成して
もよい。さらに、金属板の形状は、四角形の他、円形や
多角形、或いは異形状であってもよい。その他、より高
精度に形成することを目的として、フラットニング加工
や表面仕上げ加工等の追加工を施しても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明による突台の
形成方法によれば、フォージング工程において、ノック
アウトのテーパー面によって、肉を強制的に金属板の中
央部方向に方向転換させ、突台素体の先端内側まで肉を
移動させることができる。これにより、フォーミング工
程において突台素体の先端内側まで平坦に形成されるの
で、有効接合幅を大きくすることができる。また、金属
板に対して端寸の突台であっても、均一なエッジを有す
る突台を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による突台の形成方法を示す工程図であ
る。

【図２】本発明のフォージング工程のダイ及びパンチを
示す断面図である。

【図３】本発明のフォーミング工程を示す部分断面図で
ある。

【図４】用途例としての突台を形成したパッケージを示
す斜視図である。

【図５】本発明による突台の有効接合幅を示す部分断面
図である。

【図６】（Ａ）（Ｂ）は、従来の突台の形成方法を示す
断面図である。

【図７】従来の用途例を示す断面図である。

【符号の説明】

２２ 金属板 ２４ ダイ ２４ｃ 溝部 ２５ パンチ ２８ ノックアウト ２８ａ テーパー面 ２９ 突台素体 ３３ 成形パンチ ３７ 突台 ＃１ 打ち抜き工程 ＃２ フォージング工程 ＃３ フォーミング工程 ＃４ 総抜き工程

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定形状に打ち抜き形成した金属板の端
   縁近傍に対応させて溝部を設けたダイに載置すると共
   に、上記金属板の反対面のほぼ全面をパンチにより押圧
   し、上記溝部に金属板中央部の肉を移動して突台素体を
   形成するフォージング工程と、上記突台素体の上面を平
   坦に押圧して所定高の突台を形成するフォーミング工程
   とを具備してなる突台の形成方法であって、上記フォー
   ジング工程において、上記ダイに形成した溝部内に、先
   端面を上記金属板の中央方向に傾斜したテーパー面に形
   成したノックアウトを配設し、上記溝部内へ移動した肉
   を上記テーパー面によって上記金属板の中央方向に移動
   した突台素体を形成し、上記フォーミング工程におい
   て、上記突台素体の先端面を成形パンチにより押圧して
   断面を略矩形状に形成することを特徴とする突台の形成
   方法。
2. 【請求項２】 フォージング工程を行うダイは、所定形
   状に打ち抜き形成した金属板の外周近傍に対応させた環
   状の溝部が設けられ、この環状の溝部に先端をテーパー
   面に形成したノックアウトを配設し、上記金属板の外周
   近傍に環状の突台素体を突出形成すると共に、突台素体
   の肉を上記ノックアウトの先端に形成したテーパー面に
   より上記金属板の中央方向に移動する請求項１に記載の
   突台の形成方法。